2022-2023学年高二物理竞赛课件：结型场效应管（JFET） (1)

结型场效应管（JFET） 2 结型场效应管（JFET） JFET分类及符号 g d s N沟道 g d s P沟道 3 uDS增加，iD随之线性增加，d-s间呈现电阻性； 沟道电阻的大小，决定于沟道宽度，即决定于uGS。 uDS iD O 可变 电阻 rD2=1/k2 rD1=1/k1 uGS2 uGS1 s g d VGG (uGS) VDD iD (uDS) uGS1< uGS2< 0 4 预夹断之后，uDS增加，增加的电压几乎全部落在夹断区， 沟道两端的电压几乎不变，iD几乎不变，呈现出恒流特性； s g VGG (uGS) VDD iD (uDS) uDS再增加，uGD减小，当uGD=UGS（off）时，漏极一端产生夹断，称为预夹断； d (uDS) s g VGG (uGS) VDD iD 结论： uGS 一定时， (UGS(off) < uGS <0 )。 uDS增加使沟道产生预夹断，预夹断之前，d-s间呈电阻性； 预夹断之后，d-s间电流呈饱和性。 5 3. uGD<UGS(off)（预夹断之后），uGS对iD的控制作用 结论：即预夹断之后， uDS一定时，uGS变化，会使iD发生变化。 uGS越负，沟道越窄，iD越小。 uDS iD O 可变 电阻 恒流 uGS1 uGS2 s g VGG (uGS) VDD iD (uDS) 6 定义： 称为低频跨导 显然，ΔuGS会引起ΔiD，为了反映变化量之间的关系 结论： (1) 当预夹断之前，对应于不同的uGS，d-s间等效成不同 阻值的电阻； (2) 当预夹断之后，对应于不同的uGS，会产生不同的iD， 与uDS无关，可以把iD近似看成受uGS控制的电流源； (3) 预夹断条件： uGD=UGS(off)即 uGS-uDS=UGS(off) 7 二、结型场效应管的特性曲线 1. 输出特性曲线 uDS iD -4V O -3V -2V -1V UGS=0 可 变 电 阻 区 夹断区 预夹断轨迹 恒 流 区 击 穿 区 原因：uDS<uGS-UGS(off)，即 uGD>UGS(off)未产生夹断， 沟道呈电阻性。 uGS不同，沟道宽度不同，电阻不同。 ①可变电阻区（也称非饱和区） 特点：uDS增加，iD增加，d-s间 呈电阻性；不同的UGS， 斜率不同，电阻不同 预夹断轨迹：uDS=uGS-UGS(off) 即uGD=UGS(off) 8 ②恒流区（也称饱和区） 特点：iD基本不变；UGS不同，iD 不同； 原因：uDS>uGS-UGS(off)，产生预 夹断，iD基本不变； UGS不同，沟道宽度不同， iD不同。 变阻区和恒流区的界限： uDS=uGS-UGS(off)，即 uGD=UGS(off)。 预夹断轨迹：uDS=uGS-UGS(off) 即uGD=UGS(off) uDS iD -4V O -3V -2V -1V UGS=0 可 变 电 阻 区 夹断区 预夹断轨迹 恒 流 区 击 穿 区 iD近似为uGS控制的电流源 9 ③夹断区（也称截止区） 特点： iD≈0 原因： uGS<UGS(off)，产生 全夹 断， iD≈0 。 夹断区和恒流区的界限： uGS=UGS(off) 预夹断轨迹：uDS=uGS-UGS(off) 即uGD=UGS(off) uDS iD -4V O -3V -2V -1V UGS=0 可 变 电 阻 区 夹断区 预夹断轨迹 恒 流 区 击 穿 区 10 ④击穿区 特点：iD急剧增加 原因：uDS很大， 栅漏间PN 结被击穿，iD急剧增加 。 uDS iD -4V O -3V -2V -1V UGS=0 可 变 电 阻 区 夹断区 预夹断轨迹 恒 流 区 击 穿 区 预夹断轨迹：uDS=uGS-UGS(off) 即uGD=UGS(off) 11 归纳： 2. 三个工作区域： 可变电阻区： --条件：UGS(off) ≤ uGS≤0； uDS ≤ uGS-UGS(off)